原位生成Fe—VC0.88自润滑表面复合材料的研究

利用液态表面反应技术，在铸钢件表面原位生成5～6mm厚含有石墨和（Fe，Cr），C3的Fe－VC0．88表面复合材料。运用电子探针彼谱仪、XRD、SEM和光学显微镜等分析了表面复合材料的组织结构。性能检测结果表明，该表面复合材料具有较高的铸态硬度和非常好的耐磨性能。     

V8C7-Fe基表面复合材料的铸造烧结过程和耐磨性研究

应用SEM和XRD研究了铸造烧结过程中V8C7-Fe基表面复合材料组织结构的变化，用MM200磨损实验机研究了V含量对V8C7-Fe基表面复合材料耐磨性能的影响。结果表明，随着含V量的提高，表面复合材料的硬度越高，耐磨性能越好。     

一种制备仿生生物活性钙磷涂层的新方法

提出了一种在导电材料表面制备仿生生物活性钙磷涂层的新方法，即首先经阴极声电化学处理材料使表面带上含钙离子的功能化基团，然后浸入过饱和溶液，钙磷晶体在功能化表面上发生异相成核生长，从而形成薄膜或涂层。根据该方法，成功地在碳／碳复合材料表面制备了仿生五水磷酸八钙涂层，实现了生物惰性碳／碳复合材料表面生物活化改性。     

亚微米Al2O3颗粒表面稀土改性及其对6061Al复合材料时效行为的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒进行稀土表面改性，用挤压铸造法制备表面经稀土改性的Al2O3p／6061Al复合材料．对颗粒表面经稀土改性前后增强6061Al复合材料在不同温度下的时效析出行为进行分析研究．结果表明：改性后的亚微米Al2O3粉体颗粒表面Y2O3包裹均匀，其增强的复合材料在不同时效阶段的硬度值均较改性前有明显提高．且随着时效温度的升高，Mg2Si析出过程加快，时效峰提前，呈现出硬度值变小的趋势，透射电镜观察表明，表面改性颗粒增强的复合材料基体中存在一定量的位错和析出相；而改性前复合材料却呈现出位错和析出相极其稀少的组织特征．分析了改性前后复合材料时效组织形成的原因。     

金属涂覆铸造提高蠕墨铸铁表面抗氧化研究

采用金属涂覆铸造技术，在铁基表面制备梯度复合材料层，对试样进行了９００℃、１０３ｈ高温氧化增重实验；结果表明，蠕墨铸铁表面梯度复合材料具有良好的抗氧化性；用 射分析了氧化层的结构并探讨氧化机理。     

铸渗法制备SiC颗粒增强钢基表面复合材料的热力学分析

铸渗法是目前制备颗粒增强表面复合材料的主要方法。通过试验和热力学分析得到了采用V-EPC铸渗法制备SiC颗粒增强钢基表面复合材料时SiC粒子在钢水铸渗过程中分解的热力学依据。通过改变试验条件和方案，可有效延缓碳化硅粒子的分解速度，从而达到制备出复合效果良好的SiC增强钢基表面复合材料。     

ZL109铝合金及其复合材料干滑动磨损表面及亚表面的观察与分析

利用预制体挤压浸渗法分别制备了Al2O3或C短纤维单一增强以及两者混杂增强ZL109金属基复合材料，探讨了基体合金及其复合材料的干滑动摩擦磨损行为，并对其磨损表面及亚表面形貌进行了观察和分析。结果表明：C纤维在复合材料中起到一定的自润滑作用，Al2O3和C短纤维混杂增强复合材料的磨损率低于基体合金和单一纤维增强的复合材料。与基体相比，单一Al2O3增强复合材料从轻微磨损到急剧磨损的临界转变载荷明显提高，经C纤维混杂后，其临界载荷进一步提高。经磨损表面及亚表面的观察与分析表明：纤维增强对基体合金的磨损机制没有明显影响，在轻微磨损阶段，主要磨损机制为犁沟磨损和层离，亚表面分为3个区域：表层未脱落的剥离层、亚表面裂纹形成区以及未受影响区。发生严重磨损时，磨损机制转变为严重的粘着磨损，此时表层未脱落的剥离层遭到破坏。     

原位Fe-TiC表面复合材料的组织与耐磨性能研究

利用液态表面反应技术,在铸钢件上原位生成Fe-TiC表面复合材料.探讨了表面复合材料中TiC颗粒的形成及特征.用SEM、电子探针能谱、XRD研究了该表面复合材料的显微组织和成分分布.结果表明在表面复合材料的基体中生成了大量的TiC和(Fe,Cr)7C3碳化物.表面复合材料中的合金元素、TiC颗粒、(Fe,Cr)7C3由表及里,呈明显逐渐降低的梯度分布.表面复合材料层与母体铸钢之间有良好的冶金结合界面.在重载干摩擦磨损条件下,Fe-TiC表面复合材料表现出优异的耐磨性能.     

医用碳材料对骨组织的响应及其生物活化改性

对骨种植医用碳材料的种类、碳材料对骨组织间的响应及碳／碳复合材料表面生物活化改性研究现状进行了综述。提出了碳／碳复合材料表面生物活性改性涂层结构，认为碳／碳复合材料表面活性改性的结构应由硬质阻挡层和不降解生物活化层组成；根据目前已研究的生物活性陶瓷种类，提出了碳／碳复合材料表面生物活性涂层具体结构思路，同时展望了医用骨种植碳材料的前景。     

碳化钛颗粒增强铁基表面复合材料的研究

采用铸造与原位合成技术制备了TiC颗粒增强铁基表面复合材料,从热力学、微观结构、耐磨性能和抗高温氧化性方面对制备的表面复合材料进行了研究.结果表明:在表面复合材料的基体中生成了细小TiC颗粒,尺寸为1～3 μm,含量约为40vol％;表面复合材料层与灰铸铁之间有良好的冶金结合界面.在干磨损条件下,尤其在重载时,Fe-TiC表面复合材料表现出优异的耐磨性;在900℃氧化条件下,Fe-TiC表面复合材料表现出优良的抗氧化性.     

浸渗法制备高铬铸铁/TiC-SiC复合材料及微观组织

采用小颗粒TiC包覆SiC陶瓷颗粒,在惰性气体保护下选用无压浸渗方法制备了高铬铸铁/TiC-SiC复合材料;利用SEM/EDX观察和分析了液态铸铁在SiC预制体中的浸渗情况、组织特征和成分分布;结合高铬铸铁/Ti-SiC复合材料的组织特点和浸渗行为特点,分析了TiC粉体对浸渗行为和复合材料组织的影响。观察结果表明,当TiC加入量≤10%(质量分数,下同)时,Fe/Cr合金无法润湿SiC颗粒,而当加入量≥20%时,Fe/Cr合金和预制体之间润湿性得到改善,增加TiC含量更有利于Fe/Cr合金浸渗;基体中大尺寸SiC颗粒消失,出现了尺寸接近毫米级的条状单质碳,这与高铬铸铁/Ti-SiC复合材料的组织差异较大。对比两种复合材料组织发现,添加Ti粉末在金属液中可与C结合生成TiC,而添加的TiC颗粒在组织中呈鹅卵石状,边缘圆润,出现金属液与陶瓷颗粒之间的互溶。在浸渗过程中,添加TiC和Ti与浸渗金属发生的反应不同,且高质量分数的TiC对金属液浸渗过程有明显的促进作用。     

精铸模具钢基表面复合材料的研究

采用反应合成技术结台传统的铸造工艺在精铸模具钢表面得到TiC颗粒增强的复合层，研究结果表明：复合层组织较致密，颗粒相和基体的结合良好，复古层中颗粒相呈梯度分布一表层硬座明显提高。     

高碳钢与钛丝反应合成TiC/Fe复合材料的组织及耐磨性研究

用钛丝作为增强相加人到高碳钢基体中,通过铸造与热处理的工艺,获得丝状碳化钛增强复合材料.对复合材料的微观组织、摩擦磨损行为进行了系统研究.结果表明,制备得到的TiC硬质相,沿原来钛丝方向分布均匀.尺寸为1～4μm.相对于高碳钢标准试样.该复合材料的耐磨性有了,明显的改善.     

高体积含量TiC/Fe复合材料的制备及力学性能

以TiC粉、还原铁粉和羰基铁粉为原料,采用行星球磨混料、冷压成型后无压烧结工艺制备了TiC颗粒体积含量为70%~90%的TiC/Fe复合材料,重点研究了羰基铁粉添加量、烧结温度及TiC体积含量对TiC/Fe复合材料的微观结构和力学性能的影响。结果表明:羰基铁粉的最佳添加量为铁基体粉体积含量的60%。当TiC体积含量一定时,随烧结温度的升高,TiC/Fe复合材料的相对密度、维氏硬度与弯曲强度均先增大后减小,经1500℃烧结后,复合材料的综合性能最佳。其中,70%TiC/Fe的相对密度及弯曲强度最高,分别为99.5%和437MPa;80%TiC/Fe的维氏硬度最大,为12.2GPa。     

原位生成TiC对Al-8Fe合金显微组织的影响

通过XRD，SEM，TEM等手段研究了Al-8Fe常规铸态合金原位生成不同TiC粒子含量时相组成及显微组织的变化，以及Ti同α（Al）基体及Al3Fe相之间的界面关系。结果表明：随着TiC含量的增加，Al-8Fe合金中Al3Fe相及缩松的形貌及尺寸明显发生了变化，TiC与α（Al）基体之间界面干净，而与Al3Fe之间则存在一过渡层。     

TiC颗粒强化Ti-30Fe复合材料的摩擦行为

将Ti、Fe和TiC粉末进行低温球磨,并结合放电等离子烧结制备Ti-Fe-x TiC (x=0,3,6,9,质量分数%)复合材料。结果表明:该复合材料中含有β-Ti、β-Ti-Fe、η-Ti4Fe2O0.4以及TiC颗粒。显微组织随着TiC添加量的增加而显著细化。粘着磨损是Ti-Fe-x TiC复合材料的主要磨损机制。随着TiC添加量的增加,摩擦因数(COF)减小,硬度增大。其中,由于Ti-Fe-6TiC复合材料中TiC含量较高,TiC颗粒尺寸小,组织细化程度高,因此,具有最佳的耐磨性能,磨损率仅有1.869×10-5 mm3/(N·m),同时,摩擦因数为0.64。由此可见,TiC颗粒增强Ti-Fe基复合材料在耐磨材料领域具有潜在的应用价值。     

Effects of technological parameters on microstructures and properties of in situ TiC_p/Fe composites

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＣｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｓｉｎｓｉｔｕｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｉｎｍｅｔａｌｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[1～ 5] ,ｂｅｃａｕｓｅｉｔｈａｓｎｏｔｏｎｌｙｈｉｇｈｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ,ｈａｒｄｎｅｓｓ,ｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ,ｂｕｔａｌｓｏｍｏｒｅｎｅｇ ａｔｉｖｅｓｔａｎｄａｒｄＧｉｂｂｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｒｅｅｅｎｅｒｇｙ .Ｉｎｒｅｃｅｎｔｓｔｕｄｉｅｓ[6～ 9] ,ｈｏｗｅ…     

Fabrication of cast carbon steel with ultrafine TiC particles

The carbon steels dispersed with ultrafine TiC particles were fabricated by conventional casting method. The casting process is more economical than other available routes for metal matrix composite production, and the large sized components to be fabricated in short processing time. However, it is extremely difficult to obtain uniform dispersion of ultrafine ceramic particles in liquid metals due to the poor wettability and the specific gravity difference between the ceramic particle and metal matrix. In order to solve these problems, the mechanical milling (MM) and surface-active processes were introduced. As a result, Cu coated ultrafine TiC powders made by MM process using high energy ball milling machine were mixed with Sn powders as a surfactant to get better wettability by lowering the surface tension of carbon steel melt. The microstructural investigations by OM show that ultrafine TiC particles are distributed uniformly in carbon steel matrix. The grain sizes of the cast matrix with ultrafine TiC particles are much smaller than those without ultrafine TiC particles. This is probably due to the fact that TiC particles act as nucleation sites during solidification. The wear resistance of cast carbon steel composites added with MMed TiC/Cu-Sn powders is improved due to grain size refinement.     

铸铁表面原位合成TiC/Al3Ti复合材料

对Al-Ti-C体系进行热力学分析,在氩气保护下进行热爆反应试验.采用铸造反应合成技术在铸铁表面原位合成TiC/Al3Ti复合材料.研究热爆产物及表面复合材料的物相、组织和界面形貌,并对其形成机理进行探讨.结果表明:采用热爆工艺使Al-Ti-C体系发生反应,生成纯净的TiC/Al3Ti复合产物.在熔融铁液作用下,Al-Ti-C体系反应完全,制备出纯净的TiC颗粒增强金属间化合物基表面复合材料.表面复合材料组织致密,与铁基体界面为良好的冶金结合.当TiC含量较少时,颗粒呈条状;随着TiC含量的提高,颗粒尺寸逐渐减小,由长条状向粒状及细粒状转化.     

原位自生TiC和(Ti,W)C增强Fe基复合材料的研究

利用块体原材料原位合成10%TiC-Fe和(Ti,W)C-Fe两种复合材料,采用扫描电镜分析了复合材料的微观结构,利用X射线分析了相组成.结果表明,在TiC-Fe复合材料中,TiC作为唯一的第二相呈现粒状和条状两种形态.分析认为,粒状相为亚共晶相,而条状第二相为共晶相.通过用W替代部分Ti,成功地制备了10%(Ti,W)C-Fe复合材料,其中(Ti,W)C作为唯一的第二相比较均匀地分布在Fe基体中,其形态大部分呈粒状,条状相较少.在粒状(Ti,W)C相中,中心富Fe,而边缘W、Ti和C元素的分布是均匀的.与TiC相比,(Ti,W)C的密度更接近Fe,更适合作为大型铸件的增强相.